Эйнштейн кеңістік пен уақыт туралы түсінікті қалай өзгертті

Ғасырлар бойы адамзат уақыт пен кеңістікті өзгермейтін, өздігінен бар құбылыстар ретінде қабылдады. Философтар мен ғалымдар қоршаған әлемнің табиғатын осы ұғымдар бір-біріне тәуелсіз деп түсіндіруге тырысты. Алайда ХХ ғасырдың басында ғылым саласында шынайы төңкеріс орын алды. Альберт Эйнштейн ұсынған жаңа көзқарас бүкіл физиканың дамуында бетбұрыс сәтке айналды. Оның идеялары ғылымдағы түсініктерді ғана емес, адамзаттың дүниетанымын да түбегейлі өзгертті.

Ғылымдағы төңкеріс: салыстырмалылық теориясының мәні

Эйнштейннің теориялары пайда болғанға дейін Ньютондық әлем бейнесі үстем болды. Кеңістік өзгермейтін сахна, ал уақыт барлыққа ортақ бірқалыпты ағын деп есептелді.

Альберт Эйнштейн мүлде жаңа көзқарас ұсынды. Оның арнайы салыстырмалылық теориясы бойынша табиғат заңдары барлық тұрақты жылдамдықпен қозғалатын бақылаушылар үшін бірдей, ал жарық жылдамдығы әлемде ешқашан өзгермейді. Осы тұжырымдар күтпеген салдарларға алып келді.

• жарыққа жуық жылдамдықпен қозғалса, уақыт баяулайды;
• қозғалыс бағытымен өлшенетін дененің ұзындығы қысқарады;
• дененің массасы жылдамдық артқан сайын көбейеді;
• оқиғалардың бір мезгілдігі салыстырмалы болады.

Мұндай құбылыстарды күнделікті өмірде байқау мүмкін емес, бірақ ерекше жағдайда олар шешуші рөл атқарады.

Кеңістік пен уақыттың біртұтастығы

Эйнштейннің жаңалықтары уақыт пен кеңістікті жеке ұғымдар ретінде емес, бір-бірімен тығыз байланысты төрт өлшемді кеңістік-уақыт құрылымы ретінде қарастыруға мүмкіндік берді. Бұл құрылымдағы кез келген қозғалыс немесе әсер оның басқа да қасиеттеріне ықпал етеді.

Кеңістік-уақыттың майысу (қисайю) идеясы ерекше маңызға ие болды. Жалпы салыстырмалылық теориясы бойынша, масса немесе энергия болған жерде кеңістік-уақыт геометриясы өзгереді, ал бұл өз кезегінде уақыт ағымына әсер етеді. Осы көзқарастың арқасында бұрын түсіндірілмеген көптеген құбылыстарға жауап табылды.

Төменде осы теориялардың маңызды нәтижелері көрсетілген:

1. Ғаламшарлардың қозғалыс траекториясы классикалық механикадан өзгеше. Мысалы, Меркурийдің орбиталық ығысуын тек салыстырмалылық эффектілерін ескере отырып түсіндіруге болады.
2. Жарық ағыны үлкен масса жанынан өткенде, түзу сызықтан ауытқиды. Бұл құбылыс Эйнштейннің болжамын 1919 жылғы Күннің толық тұтылуында нақты растады.
3. Жер орбитасындағы жасанды серіктердегі уақыт Жер бетіндегі уақыттан басқаша ағады. Бұл GPS жүйелерінің дәлдігін қамтамасыз ету үшін ескеріледі.

Бұл мысалдар жаңа идеялардың өмірлік маңызын айқын көрсетеді.

Салыстырмалылық теориясының әсері

Эйнштейн еңбектерінің ықпалы физика саласынан әлдеқайда асып түсті. Уақыт пен кеңістік табиғаты туралы жаңа түсінік көптеген ғалымдардың ой-санасын өзгертті әрі түрлі технологиялардың дамуына жол ашты.

• GPS-навигация жүйелерінің пайда болуы салыстырмалылық эффектілерін есепке алудың арқасында мүмкін болды;
• қазіргі бөлшектер үдеткіштері салыстырмалылық түзетулерсіз рекордтық жылдамдыққа жетпейді;
• қара құрдымдарды зерттеу Альберт Эйнштейн ұсынған теңдеулерге сүйенеді;
• бүкіләлемдік кеңістіктің құрылымы мен дамуын зерттейтін космология кеңістік қисықтығы мен уақыт кеңеюі түсінігінсіз мүмкін емес.

Көпшілік арасында тараған «салыстырмалылық идеялары қарапайым» деген мифтер нақты тәжірибе мен технологиялық жетістіктер арқылы үнемі теріске шығарылады.

Релятивистік дүниетанымның басты ерекшеліктері

Эйнштейннің ғылымға қосқан үлесін тереңірек түсіну үшін оның көзқарастарын дәстүрлі тұжырымдармен салыстырайық:

• уақыт енді абсолютті емес, қозғалыс пен гравитациялық өріске тәуелді;
• кеңістік иілгіш әрі зат пен энергияның әсерімен өзгеруі мүмкін;
• гравитация алыстан әсер ететін күш емес, кеңістік-уақыттың қисайю нәтижесі;
• оқиғалардың бір уақытта болуы – салыстырмалы құбылыс.

Мұндай дүниетаным ғылым мен философиядағы жаңа ашылымдардың негізіне айналды.

Эйнштейн біздің әлемді тануымызға түбегейлі өзгеріс енгізді. Оның теориялары адамзаттың кең ойлап, әлемнің күрделі құрылымын дұрыс бағалауға және жаңа тәжірибелердің маңызын түсінуге үйретті. Уақыт пен кеңістіктің бірлігі туралы жаңалықтар қарапайым деп саналған ұғымдардың шын мәнінде қаншалықты күрделі екенін көрсетті. Ұлы физиктің идеялары бір ғасыр өтсе де, жаңа ашылымдарға жол ашып, әлем заңдылықтарын зерттеушілерге шабыт беріп келеді.